​​Ученым из состава Российской академии наук и специалистам-атомщиками крайне важно работать сообща по приоритетным направления развития - такое пожелание адресовал президент России Владимир Путин участникам Общего собрания РАН, на котором сегодня шел предметный разговор о совместных проектах Академии наук и атомной госкорпорации. В том числе - о создании новых материалов для ядерной энергетики.  

Где и в чем тут было бы полезно участие академических институтов, рассказал доктор технических наук, профессор Алексей Дуб - один из руководителей управляющей структуры "Наука и инновации", которая создана в "Росатоме". 

​Ваш доклад на Общем собрании РАН был анонсирован цитатой, я бы сказал, загадочной. В технологиях атомной отрасли, утверждаете вы, "лежат превращения всех масштабов, размеров и времен, начиная от элементарных процессов. Мы должны и можем использовать знания о них для разработки новых материалов, обеспечивающих новый облик атомной энергетики и безопасности". Нельзя ли это расшифровать, перевести на доступный для понимания язык? 

Алексей Дуб: В таком случае потребуется небольшое вступление. Уже сказано, и не раз, что научно-технические заделы, созданные и создававшиеся в атомной отрасли на рубеже 70-80-х годов фактически исчерпаны. Как технологические возможности для роста - совершенно точно. Сейчас, чтобы сохранять тот темп развития, который набрал "Росатом", совершенно необходимы новые эффективные технологии. 

Они нужны и в классическом направлении водо-водяных реакторов. И при создании двухкомпонентной атомной энергетики, когда традиционные реакторы на тепловых нейтронах и быстрые реакторы будут "завязаны" друг на друга в замкнутом топливном цикле.Еще одно стратегически важное направление - комплексное решение всех вопросов, связанных с переработкой ядерных отходов и наличием так называемых минор-актинидов. Это, в свою очередь, требует развития технологий переработки в жидко-солевых реакторах.​ 

Свои вызовы формирует и проба сил в "зеленой" генерации - в нашем случае это водородная энергетика. А значит - высокотемпературные газовые реакторы с возможностью прямого пиролиза, прямой диссоциации воды - сразу на водород и кислород. Для каждого из этих упомянутых направлений нужны новые материалы. 

Чем продиктована такая потребность и что вкладываете в понятие "новые"? 

Алексей Дуб: Возьмем для примера двухкомпонентную атомную энергетику. Одна из целей, которая при этом ставится, - не должно происходить накопления отходов. Надо таким образом построить технологическую схему, чтобы топливо из одного процесса - уже отработавшее, облученное в реакторе - служило фактически топливом в другом процессе. И чтобы в конечном итоге получился замкнутый цикл. 

Это в принципе возможно? 

Алексей Дуб: Как раз такие технологии сейчас развиваются. И вот они требует материалов, работающих в совершенно иных условиях по нейтронному воздействию, воздействию внешней среды. Раньше был тепловой спектр нейтронов, а сейчас это быстрый или смешанный спектр. Если это жидко-солевой реактор - значит, расплав солей с очень агрессивным коррозионным воздействием на конструкционные материалы реактора и все остальные компоненты установки. Если это высокотемпературный газовый реактор - значит, очень высокие температуры, более тысячи градусов. 

А рабочий ресурс для установки надо обеспечить длительный… 

Алексей Дуб: В том и дело! Сейчас принятый проектный традиционный срок службы атомных станций - 60 лет. А как с абсолютной точностью предсказать ресурс на такой срок? Чтобы на это решиться, нам нужно знать все механизмы потенциальной деградации свойств. А чтобы их знать, нужно понимать природу формирования потенциальных дефектов, начиная от самого элементарного микровзаимодействия между компонентами такого материала. 

Как в случае с биотехнологиями говорят уже не о внешних формах, а о генах, о возможности воздействия на биообьекты путем генного модифицирования, так и мы дошли в своих технологиях до атомарного уровня - когда нужно учитывать взаимодействие между собой групп атомов. 

Именно с этого микромасштаба задаются свойства и формируются новые материалы. Поэтому в нашей концепции заложено: чтобы материаловедчески обеспечить такие сложные технологии, которые требуют очень высокого давления, высоких температур и сопровождаются радиационным воздействием, нам нужно обеспечить стабильность и предсказание свойств материалов, начиная с микроуровня. Речь не идет о дефектах материалов, к которым мы классически привыкли - о трещинах, включениях, порах и т.п. Это пройденный этап, сейчас требуются знания более глубокие. 

Означает ли это, что квалификации сотрудников отраслевых НИИ, в том числе материаловедческих, уже недостаточно и нужна помощь со стороны Академии наук? 

Алексей Дуб: Так и есть. На каждом качественном переходе нужно консолидировать все силы. Мы отчетливо понимаем, что в контуре "Росатома" широк спектр ученых и квалифицированных специалистов, накоплены колоссальные знания, но в традиционных направлениях работы, которые много лет проводили. Да, у нас очень сильные институты, но они занимались и продолжают заниматься исследованием и обеспечением безопасности традиционных направлений, материалов, технологий. А в институтах Академии наук и университетах вели и ведут поисковые исследования по более широкому спектру направлений. 

И вы заинтересованы в сотрудничестве с ними? 

Алексей Дуб: Да, и уже формулируем такие задачи. Нужно исследовать состояния при фазовых переходах, описать кинетику, провести вычисления. Для того, чтобы выбрать требуемый состав, одной интуиции уже недостаточно. Потому что это все - многокомпонентные составы, и перебор не может быть случайным. Мы должны опираться на многомасштабные вычисления, начиная от атомно-молекулярных расчетов. А дальше вести их на мезоуровень, где формируются зерна материала. И только потом на макроуровень - формирование собственно изделия. 

Расчеты и исследование кинетики таких переходов требует глубоких фундаментальных знаний. А тех специальных, которыми располагают в наших отраслевых организациях, уже недостаточно. Поэтому здесь необходимо и полезно объединение более общих знаний о такого рода переходах и явлениях, которые наверняка есть в Академии наук. А многих ученых из академической среды мы знаем лично и с ними уже работаем.

Автор: Александр Емельяненков.

Фото: Директор ВИАМ академик Евгений Каблов демонстрирует руководителям атомной отрасли новые материалы, созданные в их институте ("Страна Росатом").

Похожие новости

  • 16/04/2021

    125-летие со дня рождения лауреата Нобелевской премии, академика Н.Н. Семенова

    15 апреля 2021 года, в день 125-летия со дня рождения лауреата Нобелевской премии, академика Н.Н. Семенова, в Федеральном исследовательском центре химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ФИЦ ХФ РАН) прошла торжественная церемония установки камня на месте его будущего памятника.
    2342
  • 22/12/2020

    Дмитрий Чернышенко провел совещание по подготовке к 300-летию РАН

    Заместитель Председателя Правительства Дмитрий Чернышенко провёл заседание оргкомитета по подготовке к празднованию 300-летия Российской академии наук, которое будет отмечаться в 2024 году. В заседании приняли участие Министр науки и высшего образования Валерий Фальков, президент РАН Александр Сергеев, заместитель Министра иностранных дел Сергей Вершинин, заместитель Министра культуры Ольга Ярилова, первый заместитель председателя комитета Государственной Думы по образованию и науке Геннадий Онищенко, ректор МГУ Виктор Садовничий, а также представители других заинтересованных организаций.
    1013
  • 14/04/2021

    Александр Сергеев в интервью "МК": «Мы не должны допустить лидерства искусственного интеллекта»

    ​​Президент РАН Александр Сергеев в интервью для "Московского комсомольца" пообщался с Натальей Веденеевой, завсектором науки "МК".  Он рассказал, что думает о развитии науки в стране, о молодой поросли, а также об основных научных достижениях в России и мире.
    536
  • 09/12/2020

    Академик РАН Б.Н. Четверушкин о вычислительных технологиях в атомной промышленности

    ​​​В ходе Общего собрания членов РАН, посвященному 75-летию атомной промышленности, выступил академик РАН, член президиума РАН, российский математик, доктор физико-математических наук, профессор Борис Николаевич Четверушкин, который рассказал в своем докладе о вычислительных технологиях в атомной промышленности.
    828
  • 17/02/2021

    Академик Александр Сергеев о Мстиславе Келдыше

    16 февраля 2021 года началось очередное заседание президиума Российской академии наук. Главная тема – «Высокопроизводительные вычисления, предсказательное моделирование и современные технологии».
    457
  • 15/04/2021

    Антон Максимов: «При поддержке РНФ нам удалось воплотить мечту любого промышленного химика»

    ​Исследования коллектива ученых под его руководством легли в основу установки стоимостью в 10 миллиардов рублей и договоров о сотрудничестве с лидерами нефтеперерабатывающей отрасли​.   В 2017 году РНФ запустил конкурсы Президентской программы исследовательских проектов, в том числе конкурс для лабораторий мирового уровня.
    530
  • 17/02/2021

    Об очередном заседании президиума РАН

    ​16 февраля 2021 года состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук (проводится в режиме видеоконференции). Председательствует президент РАН академик РАН Александр Михайлович Сергеев.
    865
  • 21/04/2021

    Президент РАН: развитие космической науки в России и освоение космоса требуют больших усилий

    ​Космические исследования и освоение космического пространства в последние десятилетия находятся на неудовлетворительном уровне, что требует активной работы в этом направлении. Такое мнение высказал президент Российской академии наук (РАН) Александр Сергеев в ходе общего собрания РАН.
    330
  • 25/01/2021

    Академик Владимир Фортов: Правоту его слов подтвердило время - к 75-летию со дня рождения учёного

    ​​​8 февраля​ в России дадут официальный старт Году науки и технологий. В университетах и НИИ сейчас готовят предложения в общий календарь, сверяют цели и пытаются найти новый алгоритм взаимодействия в поисковых исследованиях и научно-образовательной сфере.
    466
  • 25/03/2021

    О заседании президиума РАН 23 марта 2021 года

    23 марта 2021 года состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук (проводится в режиме видеоконференции). Председательствует президент РАН академик РАН Александр Михайлович Сергеев.
    1243